LPC2132在嵌入式系統(tǒng)中的應(yīng)用技術(shù)
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1. 引言
SoC在醫(yī)療器械中應(yīng)用前景廣闊[1]，LPC2131/2132/2138是基于一個(gè)支持實(shí)時(shí)仿真和嵌入式跟蹤的32/16位ARM7TDMI-STM CPU的微控制器，帶有32kB/64kB/512 kB的嵌入的高速Flash存儲(chǔ)器和8/16/32kB片內(nèi)靜態(tài)RAM。多達(dá)47個(gè)5V的通用I/O口，1個(gè)（LPC2132/2132）或2個(gè)（LPC2138）8路10位A/D轉(zhuǎn)換器共包含16個(gè)模擬輸入，1個(gè)10位D/A轉(zhuǎn)換器，可提供不同的模擬輸出（LPC2132/2138）。多個(gè)串行接口，包括2個(gè)16C550工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)UART、2個(gè)高速I2C接口（400kbit/s）、SPITM 和SSP。內(nèi)部集成實(shí)時(shí)時(shí)鐘等，資源比較豐富，使它們特別適用于工業(yè)控制和醫(yī)療等嵌入式系統(tǒng)。本文以LPC2132為例，介紹LPC2132的設(shè)計(jì)經(jīng)驗(yàn)與設(shè)計(jì)技術(shù)。
2. 顯示設(shè)計(jì)
顯示設(shè)計(jì)是所有嵌入式系統(tǒng)的重要組成部分之一。顯示器件包括LED、字符LCM、圖形LCM、VFD等，其中圖形LCM（如128x64、 192x64等點(diǎn)陣）可顯示ASCII字符、漢字和圖形，且性價(jià)比較高，在嵌入式系統(tǒng)中的應(yīng)用日趨廣泛，雖在MCS-51系列中的設(shè)計(jì)已非常成熟。但由于 ARM與MCS-51有許多不同之處，其設(shè)計(jì)方法當(dāng)然也有差別，下面以LPC2132和192x64點(diǎn)陣LCM為例進(jìn)行說明。
2.1 與液晶顯示模塊(LCM)的硬件接口設(shè)計(jì)
1） 電平匹配：LPC2132系列操作電壓范圍：3.0~3.6 V，選擇3V的LCM當(dāng)然沒有問題，但市場(chǎng)上3V的LCM價(jià)格常常比5V貴，而LPC2132的I/O口可承受5V的最大電壓，所以可采用5V的LCM，但需在LCM與LPC2132相連的I/O口上接5V上拉電阻。
2） I/O連接：LPC2132沒有外部總線，所有I/O口都需要進(jìn)行配置，由內(nèi)部寄存器決定是輸入還是輸出。其中P0口共有31個(gè)I/O口，P1口有16個(gè) I/O口，而且I/O口的編號(hào)不連續(xù)（如P0.28與P1.25相鄰），由于編程時(shí)對(duì)I/O口采用位操作，所以具體連接時(shí)，可根據(jù)硬件電路板布線需求進(jìn)行連接。為提高顯示刷新速度，需檢測(cè)LCM內(nèi)部的忙標(biāo)志，每次向LCM寫數(shù)據(jù)前，先讀取LCM的狀態(tài)，當(dāng)狀態(tài)為非忙時(shí)才能寫入顯示數(shù)據(jù)，這樣，要注意動(dòng)態(tài)設(shè)置與LCM數(shù)據(jù)線相連的LPC2132的I/O口方向，而且8個(gè)數(shù)據(jù)位要用IOSET和IOCLR逐一控制。
3） 液晶背光控制：由于液晶的背光電流需要100多毫安，電壓一般在5V左右，而LPC2132的I/O口驅(qū)動(dòng)能力較弱，采用圖1的驅(qū)動(dòng)電路，LPC2132能可靠控制背光LED的亮與滅，且對(duì)系統(tǒng)無干擾。
圖1液晶背光控制電路 |
2．2 液晶顯示的軟件設(shè)計(jì)
LPC2132可采用CodeWarrior進(jìn)行軟件開發(fā)，由于用C語言進(jìn)行編程，開發(fā)速度比較快。在編寫LCM程序時(shí)，先編寫硬件驅(qū)動(dòng)程序，包括 LCM初始化函數(shù)，寫LCM數(shù)據(jù)函數(shù)，寫LCM命令函數(shù)，讀LCM數(shù)據(jù)函數(shù)，讀LCM命令函數(shù)，在這些函數(shù)的基礎(chǔ)上，編寫顯示16x16點(diǎn)陣漢字的函數(shù)，設(shè)置顯示位置函數(shù)等，鑒于篇幅限制，就不在此贅述，下面重點(diǎn)向讀者介紹如何顯示漢字的技巧和提高液晶顯示刷新速度。
在顯示漢字信息時(shí)，需要先用工具軟件提取待顯示漢字的點(diǎn)陣，并將這些點(diǎn)陣信息保存在程序中，如果單純采用C語言，則只能定義數(shù)組變量，然后在顯示時(shí)調(diào)用所定義的數(shù)組變量。但采用這種方法有以下缺點(diǎn)。1）采用數(shù)組變量定義字符點(diǎn)陣，將浪費(fèi)寶貴的RAM資源。2）當(dāng)顯示內(nèi)容豐富，需定義的大量的點(diǎn)陣數(shù)據(jù)時(shí)，造成RAM容量不足。如果采用匯編語言文件與C語言文件混合編程，將字符點(diǎn)陣信息以程序代碼的形式保存，不占用RAM，則可克服上述問題。下面以顯示漢字“上?！保?6x16點(diǎn)陣）為例，介紹具體方法：
1） 點(diǎn)陣信息的定義。
建立一個(gè)以s為擴(kuò)展名的匯編語言文件，文件內(nèi)容具體如下。
EXPORT shang16x16
EXPORT hai16x16
AREA TTTT,CODE,READONLY
ENTRY;
shang16x16
DCB 0,0,0,0,0,0,255,32
DCB 32,32,32,48,32,0,0,0
DCB 6,16,16,16,16,16,31,16
DCB 16,16,16,16,24,16,0,0
hai16x16
DCB 16,33,198,144,136,247,148,180
DCB 212,148,148,246,132,128,0,0
DCB 2,62,1,0,12,11,8,9
DCB 10,40,56,15,8,0,0,0
END
上面的文件中定義了“上海”的漢字點(diǎn)陣信息，將此文件添加到項(xiàng)目文件中，編譯后點(diǎn)陣信息以程序代碼的方式存儲(chǔ)在FLASH中。
2） 點(diǎn)陣信息的申明。
建立一個(gè)以h為擴(kuò)展名的頭文件，對(duì)匯編語言文件中定義的字符點(diǎn)陣信息進(jìn)行申明，以便項(xiàng)目中其他程序可使用定義的點(diǎn)陣信息，例如lattice.h，文件具體內(nèi)容如下：
extern unsigned char shang16x16[];
extern unsigned char hai16x16[];
評(píng)論